EP3386692B1 - Aufschneiden von lebensmittelprodukten - Google Patents

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EP3386692B1
EP3386692B1 EP17701708.4A EP17701708A EP3386692B1 EP 3386692 B1 EP3386692 B1 EP 3386692B1 EP 17701708 A EP17701708 A EP 17701708A EP 3386692 B1 EP3386692 B1 EP 3386692B1
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EP
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product
scanning
compact
compact sensor
products
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Textor Maschinenbau GmbH
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Textor Maschinenbau GmbH
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Application filed by Textor Maschinenbau GmbH filed Critical Textor Maschinenbau GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/20—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting with interrelated action between the cutting member and work feed
    • B26D5/30—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting with interrelated action between the cutting member and work feed having the cutting member controlled by scanning a record carrier
    • B26D5/34—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting with interrelated action between the cutting member and work feed having the cutting member controlled by scanning a record carrier scanning being effected by a photosensitive device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/007—Control means comprising cameras, vision or image processing systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D2210/00—Machines or methods used for cutting special materials
    • B26D2210/02—Machines or methods used for cutting special materials for cutting food products, e.g. food slicers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/20—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting with interrelated action between the cutting member and work feed
    • B26D5/30—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting with interrelated action between the cutting member and work feed having the cutting member controlled by scanning a record carrier
    • B26D5/32—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting with interrelated action between the cutting member and work feed having the cutting member controlled by scanning a record carrier with the record carrier formed by the work itself

Definitions

  • the invention relates to a device for slicing food products, in particular a high-performance slicer, according to the preamble of claim 1.
  • Such slicing devices which are also referred to simply as slicers, are known in principle.
  • slicers are known in principle.
  • slices are separated from the food products at a constant cutting frequency.
  • the weight of the individual slices is preferably influenced by varying the thickness of the slices. This is done by a corresponding control of the product feed: the further the product is advanced beyond the cutting plane between two successive cuts of the knife, the greater the thickness of the subsequently cut product slice.
  • the thickness of the pane is only one parameter that determines the weight of the pane in question.
  • the pane weight is determined by the pane volume and the average density of the pane, the pane volume resulting from the pane thickness and the outer surface contour of the pane.
  • the average density of the product can be determined from the total weight of the product, determined by means of scales before it is sliced, and from the total volume of the product determined by the outer surface contour of the entire product.
  • the contour is also known as a profile.
  • a device with the features of the preamble of claim 1 is from DE 198 20 058 A1 known.
  • the scanning device is arranged there in an area upstream of the pivotable product support.
  • a contour detection takes place immediately in front of the cutting knife according to the light section method by means of a radiation source, for example a line projection laser, and a recording device, for example a camera, which are arranged in a common housing, whereby no pivotable product support is disclosed.
  • WO 2004/106020 A1 relates to a device without a pivotable product support, in which information about the contour and the internal composition of food products to be cut into portions is to be obtained by means of ultrasound and / or X-rays.
  • EP 2 341 313 A1 relates to a scanning device for food products that works according to the light section method and deals with the generation of a line of light on a product to be sliced.
  • a pivotable product support is not disclosed.
  • the product scanners are usually separate machines that are each upstream of the slicer as part of an entire production line.
  • the products pass through a tunnel-like scan housing in which the outer product contour is scanned.
  • the electrical and electronic or optoelectronic devices used for scanning are arranged in a comparatively open and unprotected manner within the scanning housing. This is possible because, due to the surrounding scan housing, laser radiation of a higher protection class can also be used.
  • a longer transport and handling distance between a separate, upstream product scanner and the cutting area is also unfavorable, since the product can be unintentionally changed in terms of its outer dimensions, ie its outer contour, on its way to the cutting area. This can be done, for example, by mechanical influence or by temperature influences having an effect.
  • the object of the invention is to create a simple, reliable, inexpensive and space-saving possibility of determining the outer contour of food products to be sliced.
  • the slicing device comprises a contactless scanning device for detecting at least part of the outer contour of the products to be sliced, the scanning device for contour detection comprising at least one compact sensor arranged in the working area.
  • the invention means a fundamental departure from the previous procedure, which consists in using large and expensive product scanners in the form of separate machines for the contour detection and placing them in front of the slicing device.
  • the invention makes use of the knowledge that contour detection is possible with compact sensors which can be arranged in the working area of the slicing device itself, that is to say within the slicer. This overcomes the prejudice prevailing in the prior art, according to which contactless contour detection of food products to be sliced is not possible under the conditions that exist in the transport area and in the cutting area of a high-speed food slicer, i.e. under conditions that are particularly characterized by the presence of dirt , Warmth and humidity.
  • the compact sensor is arranged in its own closed sensor housing, the compact sensor defining a scanning area for the products within the working area of the slicing device which is located outside the sensor housing. While according to previous practice - as already mentioned above - the products have to pass through the scanner housing, the invention provides, so to speak, that the scanner has to orient itself to the products and the way they are handled in the slicer and in particular their transport path through the slicer . Due to the compactness and the general insensitivity of the sensors according to the invention, such an integration into the slicer is possible without any problems.
  • Such a compact sensor can in a common housing as a light source include a laser for emitting laser radiation in a scanning plane and a camera that can record the image of a line that is generated by the emitted radiation in the scanning plane on a product to be scanned.
  • Such sensors can be an integrated electronic system without the Need for an additional controller. Furthermore, such sensors can be insensitive to extraneous light or scattered light. In addition, very high resolutions in the range of a few hundredths of a millimeter and very high data or signal output rates of up to 6 kHz are possible.
  • the sensors can be provided with an integrated Gigabit LAN port.
  • Such compact sensors consequently form quasi self-sufficient units that only need to be connected to a power supply and data acquisition.
  • such a compact sensor has a width of approximately 300 mm, a maximum height of approximately 100 mm and a thickness of approximately 40 mm.
  • Such sensors are available, for example, from wenglorMEL GmbH.
  • the housing of these sensors can be improved in such a way that the sensors meet high device protection classes and are absolutely insensitive to dust and cleaning with water and steam under high pressure and at high temperatures.
  • Another advantage of such sensors is that they can be operated with laser radiation of a low protection class and are therefore harmless to the human eye.
  • Such compact sensors can consequently be positioned freely and openly at any point in the work area of a food slicer. Due to their small size, the compact sensors require little space and can therefore be positioned variably depending on the respective structural conditions of the slicer and the contour of the products to be scanned.
  • Several compact sensors can be arranged independently of one another in the slicer. The acquisition data of several sensors can be computationally combined within the scope of the data evaluation.
  • the compact sensors preferably work according to the so-called light section method in order to detect a contour or a profile.
  • This measuring principle is known in principle to the person skilled in the art.
  • other scanning principles such as, for example, time-of-flight measurements, can also be used according to the invention.
  • the continuous or interrupted lines can be generated on the products to be scanned in any way.
  • a line of light can be emitted by means of a line laser and, if necessary, using suitable optics such as a cylinder lens.
  • a single laser beam can be deflected periodically within a scanning angle range at a high scanning rate.
  • the invention also relates to a method for slicing food products by means of the slicing device according to the invention, in which at least part of the outer contour of the food products to be sliced is detected, the contour within the slicing device being detected by means of the contactless compact sensor of the scanning device.
  • a use not belonging to the invention of at least one compact sensor is disclosed, which is arranged in the working area of a slicing device of the type described herein, for performing one or more additional tasks by detecting at least one contour belonging to at least one functional unit of the device.
  • the sensor housing can be designed in such a way that it satisfies a national or international, standardized protection class, according to which it is dustproof, complete protection against contact and protection against water during high-pressure / steam jet cleaning, in particular protection class IP6K9K or IP69 according to DIN 40 050 Part 9 or DIN EN 60529, or an equivalent protection class.
  • an encapsulated compact sensor or a compact sensor with an encapsulated sensor housing can be provided.
  • the compact sensor preferably comprises a transmitter for emitting scanning radiation into a scanning area and a receiver for receiving radiation from the scanning area, the transmitter and the receiver being arranged in a common sensor housing of the compact sensor.
  • the scanning area represents that volume of space in which the transmitting area of the transmitter and the receiving area of the receiver overlap.
  • the compact sensor emits laser radiation and is designed in such a way that it meets a national or international, standardized laser protection class according to which the laser radiation is harmless to the human eye, in particular laser protection class 1 or 2 according to DIN EN 60825-1, or an equivalent laser protection class.
  • the compact sensor is designed to emit scanning radiation in a scanning plane.
  • This scanning radiation is generated on a to be scanned
  • Product is a line that can be detected by a receiver and evaluated with regard to its course to determine the product contour in the scanning plane, the optical axis of the receiver being inclined with respect to the scanning plane, ie the receiver "looks" at the at an angle to the scanning plane line generated on the product surface.
  • a scanning plane of the compact sensor runs at least substantially perpendicularly or at an angle of more than approximately 45 ° to a direction of movement of the products through the scanning plane.
  • the compact sensor is preferably designed as a laser scanner. Scanners are both those sensors in which a continuous or broken line is emitted and sensors in which a point laser beam is emitted and periodically deflected.
  • the compact sensor preferably works according to the light section method. As already mentioned, such a scanning principle for contour or profile recognition is known in principle.
  • the compact sensor is preferably designed to generate a continuous or interrupted line on a product to be scanned by means of a light source, in particular a laser source, and to record an image containing the line by means of a camera.
  • a light source in particular a laser source
  • a photodiode or a CCD device can serve as the camera.
  • the compact sensor is preferably supported or held on a support frame or frame of the slicing device, by which the cutting area and the transport area of the slicing device are also supported.
  • the compact sensor according to the invention can in principle be used in any manner Work area can be positioned. Comparatively light and filigree brackets or suspensions for the compact sensor can be used.
  • the compact sensor can, for example, also be attached to existing components of the slicing device.
  • the compact sensor is arranged in or on the cutting area or in the area of the product feed.
  • the compact sensor can be arranged in the area of a front product stop of the product feed.
  • a possible distance between the compact sensor and a front stop plane of the product stop is, for example, approximately 5 to 20 mm.
  • the compact sensor is located - viewed in the direction in which the products are fed - at a distance of approximately 30 to 400 mm from the cutting plane.
  • the compact sensor can be arranged according to a further development not belonging to the invention in an area of the transport area upstream of the product supply.
  • the compact sensor can, for example, be arranged in the area of a transfer device by means of which the products are transferred to the product supply.
  • the transfer device can have a pivotable product support, wherein, according to a further development not belonging to the invention, the compact sensor - viewed in the transport direction of the products - is arranged in front of the pivotable product support.
  • the compact sensor can be arranged in the area of a transition between two conveyor devices of a transport path of the transport area. If, according to a further development not belonging to the invention, the compact sensor is arranged below the transport path, for example an intermediate space between two successive belt conveyors can be used to scan the products from below.
  • the compact sensor is arranged in a product entry area of the device, in particular in an entry plane defined by a support frame or a frame of the device, directly in front of or directly behind an entry level.
  • the compact sensor can in principle be placed freely in the slicing device due to its small size, it can be ensured according to one embodiment that the compact sensor is arranged outside of a contamination area of the work area. This does not make it unnecessarily difficult to clean the slicing device.
  • the compact sensor is arranged at a distance from the product and / or from the product feed.
  • different scanning positions are specified for the compact sensor in the working area.
  • the contour detection of the products in the slicing device can in principle take place at different scanning points. Examples of various sampling points have been given above.
  • the different scanning positions belong to a common scanning point. This means that when the scanning position of the compact sensor changes, the Scanning point is changed at which the contour detection of the products takes place within the slicing device, but that the position of the compact sensor can only be changed at the scanning point. For example, the compact sensor can be moved a little further to the front or a little further back - viewed in the direction of movement of the products.
  • the angular position of the compact sensor can be changed around the direction of movement.
  • the contour detection can be optimized in particular as a function of the type or the nature of the respective products, in that the geometric relationships of the scanning are optimized by a different positioning of the compact sensor.
  • the scanning device according to the invention can also react flexibly to conversions or retrofitting of the slicing device that change its structural conditions.
  • the different scanning positions are clearly specified in such a way that the compact sensor can only be placed in a single position and orientation. This means that when the compact sensor is repositioned, no adjustment or teaching processes are required.
  • the compact sensor is adjustable and / or convertible between the scanning positions.
  • the compact sensor can be pivoted or shifted, for example, for this purpose Positive guides and end stops can be provided in order to produce an advantageous clarity of the positioning of the compact sensor.
  • the slicing device it is provided that several parallel product tracks of the slicing device are covered simultaneously by one or more compact sensors. It is therefore not necessary to provide a separate compact sensor for each product in the case of multi-lane operation of the slicing device.
  • the number of compact sensors can therefore be smaller than the number of lanes, it being possible, but not mandatory, for all lanes to be recorded by a single compact sensor. It has been found that a sufficiently large scanning area of the compact sensor can be provided without having to accept impairments, in particular with regard to the positionability of the compact sensor within the slicing device.
  • the track reference can then take place, for example, by filtering out the respectively desired signal in an assigned control device.
  • compact sensors for common contour detection are arranged at a scanning point.
  • a plurality of compact sensors can therefore be arranged at a scanning point, which cooperate in the contour detection.
  • a single compact sensor per scanning point can be sufficient to detect the product contour with sufficient accuracy for the respective invention.
  • These can be arranged distributed in the circumferential direction around the direction of movement or transport of the products. For example, two compact sensors can be provided that each scan the product at an angle from above. Alternatively, a single compact sensor can be provided above the products, which is supported by two compact sensors which scan obliquely from below and which are arranged below the products.
  • the compact sensors work with scanning planes, according to the invention it is possible, but not absolutely necessary, for all scanning planes of the compact sensors to lie in a single common plane. Rather, it is possible that the scanning planes are slightly offset from one another in the transport direction of the products. This considerably simplifies the establishment of a scanning point, since no complex adjustments of the compact sensors relative to one another are required.
  • a distance between the scanning lines on a product of only a few millimeters still enables the scanning lines to be reliably detected and evaluated by the associated compact sensor. In other words, it was found that the compact sensors do not interfere with one another.
  • the aforementioned example is a possibility for a generally preferred concept of the invention, according to which the products can be scanned at a scanning point by at least two compact sensors in a spatially offset manner.
  • a spatial offset it is possible to carry out a time-shifted sampling in that the compact sensors are not active at the same time, but alternately.
  • pulsed operation of compact sensors working according to the light section method can prevent the camera of one sensor from being disturbed by the scan line generated on the product by the other sensor.
  • the scanning takes place at a scanning point by two compact sensors oriented in opposite directions to one another.
  • a point or an area on the outside of a product can be recorded from different directions.
  • this is particularly advantageous because areas that cannot be detected for example, can be prevented due to undercuts or depressions.
  • the scanning device is designed to carry out one or more additional tasks. This can be done by detecting at least one contour by means of the compact sensor which belongs to at least one functional unit of the device.
  • the compact sensor can be used at least temporarily to scan a functional unit of the device. If the compact sensor is arranged in the area of the product feed, for example a product gripper engaging the rear end of the product while a product is being advanced or a different type of product holder can be scanned when it passes the scanning point of the compact sensor during the product advancement.
  • a compact sensor could also be used, for example, to check whether side stops have been installed for the product parameters set on the slicer or whether existing side stops are set to the correct position.
  • the compact sensor can therefore additionally be used to monitor a correct configuration and a correct functional sequence of one or more functional units of the slicing device.
  • the contour detection by means of one or more compact sensors within the slicing device serves in particular to to win constant weight product slices or portions of product slices.
  • a control device which is designed to calculate control data using captured product contours and to operate the device, in particular the product feed, using the control data.
  • the use of one or more compact sensors within the slicing device makes it possible to adapt the contour detection to processes taking place in any case during the handling of the products inside the slicing device.
  • a possible slicing device can be operated in such a way that a product transferred to the product feed is securely gripped with a product gripper engaging the rear product end by pressing the product against a product stop temporarily in the feed path by means of the product gripper. Subsequently, the product is withdrawn by a certain, comparatively short distance by means of the product gripper, which now correctly grips as intended, whereupon the product stop is moved away in order to free the feed path to the cutting plane.
  • the product is then moved towards the cutting plane by means of the product gripper and then through the cutting plane.
  • the problem in this context can be that the product pressed against the product stop deforms during the gripping process, but does not relax completely again when it is subsequently withdrawn.
  • plastic deformation can consequently take place, resulting in permanent deformation, as a result of which the outer product contour changes during gripping. This can lead to errors in the activation of the product feed if the control system assumes an outer product contour due to an upstream scanning process that occurs after the gripping process is no longer present at all due to a non-elastic deformation of the front product area.
  • the invention can avoid errors in that, according to an alternative of the method according to the invention, the product contour is only detected then and in particular only shortly before the slicing, after the product that was previously compressed due to a gripping process in the product supply has relaxed again, whereby it There is no disadvantage if the product only partially relaxes and a residual deformation remains.
  • Such a use of the scanning device according to the invention also does not impair the operating speed of the slicing device. It has been found that the quality and in particular the accuracy of the contour detection is not impaired if the product is scanned during the scanning process in two scanning phases with different feed speeds, as is the case when, according to a further alternative of the method according to the invention, the product is scanned after one Gripping process initially during a rapid feed phase towards the cutting plane and then in one Cutting feed phase is moved through the cutting plane at a relatively slower feed rate. A front product section is then scanned at a relatively higher feed speed and then the remaining product section at a relatively slower feed speed by means of the compact sensor.
  • the contour detection can consequently take place with or shortly after the start of the actual product feed and thus the actual slicing operation.
  • control data are calculated using captured product contours and the slicing device, in particular the product feed, is operated using the control data, in particular for the purpose of producing constant-weight product slices or portions of Win product slices.
  • a possible exemplary embodiment of the method according to the invention is characterized in that one or more additional tasks are carried out by means of the scanning device.
  • at least one contour belonging to at least one functional unit of the device is detected by means of the compact sensor.
  • a food slicer 10 has, in a manner known per se, as a supporting structure a frame-like frame 35 with a plurality of supporting supports and struts.
  • the working area of the slicer 10, which is for the most part within this support frame 35, comprises a front cutting area 11 and a transport area 13 with a product feed 15.
  • the cutting area 11 comprises a cutting head 22 carried on the frame 35, in which, in particular, a drive, not shown, for a cutting knife 21 designed here as a circular knife is arranged.
  • the cutting plane 19 defined by the cutting knife 21 is inclined by approximately 45 ° to the vertical.
  • the axis of rotation 20 of the cutting knife 21 is indicated with a dashed line.
  • the cutting knife 21 rotates around its own axis of rotation 20 and also revolves around a drive axis 24 indicated by a dash-dotted line, with respect to which the cutting knife 21 is arranged eccentrically and thus revolves planetarily.
  • the product support comprises a support plane running perpendicular to the cutting plane 19 and thus also inclined at 45 ° to the vertical, along which the food products 17 to be sliced are fed to the cutting plane 19 with the aid of a product holder 49 engaging the rear end of the product.
  • a movable product stop 16 is provided in front of the cutting area 11 below the cutter head 22. As explained in the introductory part, during a gripping process, the respective product 17 is pressed against the product stop 16 by means of the product holder 49 in order to ensure that the product 17 is reliably gripped. If then the actual product feed to the cutting plane 19 begins, the product stop 16 is moved out of the path of movement of the product 17 in order to clear the path to the cutting plane 19.
  • the product 17 rests on a pivotable product support 39 of the product feed 15.
  • the product support 39 belongs to a transfer device 37, which will be discussed in greater detail below.
  • the product support 39 can, for example, be designed as a freely running endless belt or have a sliding surface for the products 17.
  • a front conveyor 61 which can be, for example, a conveyor belt or a passive sliding support, a product support on which the product 17 rests during the advance.
  • a cutting edge 63 adjoins the front conveyor 61, with which the cutting knife 21 interacts when cutting slices 53 from the products 17.
  • portions 55 are formed from the severed slices 53, which are then transferred to a further conveyor belt 67 and then fed to further processing, in which the portions 55 are in particular weighed.
  • a scale can be integrated into the conveyor 67.
  • a central control device 51 is in Fig. 1 shown schematically, which is connected to the cutting head 22 and the product holder 49 of the product feed 15, among other things.
  • the control device 51 communicates with the other functional units of the slicer 10, in particular with a scanning device which is explained in more detail below and which comprises several compact sensors 23, for which four different scanning points A, B, C, D and E within the slicer 10 are indicated for illustration, where the sampling points B, C, D and E do not belong to the invention.
  • the slicer 10 can in principle be designed for single-track operation or for multi-track transport, supply and slicing of food products 17.
  • the product feed 15 then has a pivotable product support 39 and a product holder 49.
  • the slicer 10 can be designed for completely lane-specific operation, in which the lanes can be operated completely independently of one another and share the common cutting knife 21.
  • the products 17 to be sliced are manually or automatically placed in a loading area 69 onto a further conveying device 44, which can be counted as part of the transport area 13 of the slicer 10, and the loaded products 17 through a rear product entry area 45, which defines an entry level 47, further conveying devices 41 , 43 of the transport area 13 feeds.
  • the transport path formed by the conveying devices 41, 43, 44 which can in particular be endless belt conveyors, rises slightly from back to front so that the products 17 in front of the transfer device 37 are already at a certain height within the slicer 10 and so that the loading height is comparatively low in the loading area 69, which in particular facilitates manual loading.
  • the product is advanced in the product feed 15, inter alia, on the basis of the cross-sectional areas of the products 17, which can be calculated from the outer product contour.
  • the aforementioned non-contact scanning device is provided, which comprises an arrangement of compact sensors 23 at at least one scanning point within the slicer 10.
  • a possible scanning point A is located directly in front of the product stop 16 in the one inclined to the vertical and thus perpendicular to the cutting plane 19 running product supply 15.
  • the compact sensors 23 are consequently arranged in such a way that their scanning planes 33 run parallel to the cutting plane 19 and thus perpendicular to the longitudinal extent of the product and thus perpendicular to the product feed direction.
  • the compact sensors 23 are arranged here in such a way that their scanning planes 33 lie in a common plane. Alternatively, the scanning planes 33 of the compact sensors 23 can be offset from one another.
  • the individual compact sensors 23 are so small that in comparison to the dimensions of the slicer 10 they can be viewed as quasi-punctiform.
  • the slicer 10 has, for example, a length of about 2.70 m without the loading area 69, that is to say up to the entry level 47, a height of about 2.50 m to the upper struts of the support frame 35, and a width of about 1 m means that even with a comparatively compact design of the slicer, in which a large number of functional units are integrated in a comparatively narrow space, there is still enough space for optimal positioning of the small compact sensors 23.
  • the compact sensors 23 can consequently be positioned largely freely and, due to their low weight, can be fastened directly to existing functional units of the slicer 10 or via brackets to these functional units or to the support frame 35 with little mechanical effort.
  • a power supply and a signal line for transmitting the captured contour data to the central control device 51 are sufficient for each of the compact sensors 23 simplified.
  • FIG Fig. 1 Another possible scanning point B, which does not belong to the invention, is located in front of the transfer device 37, which when the product support 39 is pivoted down, which is shown in FIG Fig. 1 is indicated by dashed lines, the products 17 from the front conveyor device 41 of the products 17 via the “rear” of the slicer 10 supplying transport device takes over.
  • the scanning planes 33 of the compact sensors 23 lie in the region of the transition between the conveyor device 41 and the pivoted-down product support 39. As a result, the products 17 can be scanned while they are being transferred to the transfer device 37.
  • An alternative scanning point C which does not belong to the invention, is located in the area of the transition between the two successive conveyor devices 41, 43 of the transport device.
  • the scanning point D which does not belong to the invention.
  • the scanning planes 33 of the compact sensors 23 are located immediately behind the entry plane 47 of the slicer 10 and again in the transition area between two conveying devices 43, 44.
  • the scanning point E which does not belong to the invention, shows yet another positioning option.
  • the compact sensors 23 are arranged directly in front of the product entry area 45.
  • the conveying path can be interrupted at this scanning point E if necessary and, for example, comprise two successive conveyors.
  • Fig. 1 the compact sensors 23 at the respective sampling points A, B, C, D and E are shown only schematically.
  • the enlarged view within the Fig. 1 shows a side view on the left and a front view of a possible compact sensor 23 according to the invention rotated by 90 ° on the right, in order to illustrate how the compact sensors 23 configured according to this embodiment can be oriented in the slicer 10.
  • the compact sensors 23 each comprise a closed sensor housing 25 in which a laser source 29 as a transmitter and a camera 31 as a receiver are arranged.
  • the laser source 29 emits scanning radiation in a scanning plane 33 which, as already mentioned, runs in the slicer 10 perpendicular to the longitudinal extent and thus perpendicular to the respective direction of movement of the products 17.
  • a conical detection area 59 of the camera 31 intersects the V-shaped scanning plane 33 with an optical axis 57, which runs inclined to the scanning plane 33. This overlapping area forms the scanning area 27 ( see. Fig. 5 ) of the compact sensor 25.
  • the compact sensor 23 can have a width b of approximately 300 mm, a smaller height h of approximately 60 mm, a greater height H of approximately 80 mm and a thickness d of approximately 40 mm.
  • the aforementioned scanning area 27 begins in this exemplary embodiment approximately at a distance from the housing 25 of the compact sensor 23 of approximately 300 mm, measured along the scanning plane 33.
  • the scanning area 27 ends approximately after a further 700 mm and thus only at a distance of approximately 1 m from the sensor housing 25.
  • the width of the working area is at the beginning, i.e. at a distance of approximately 300 mm, approximately 280 mm and at the end, i.e. in a distance of about 1,000 mm, about 830 mm.
  • the mean spatial resolution within the scanning range - depending on the direction - is between 45 and 200 ⁇ m.
  • the laser source can be operated with a red laser (wavelength 660 nm) or with a blue laser (wavelength 405 nm).
  • two compact sensors 23 are arranged above a product 17, each of which scan the product 17 at an angle of about 45 ° from above.
  • the scanning planes 33 each run perpendicular to the direction of movement of the product 17 and thus lie in the plane of the drawing Fig. 3 .
  • the scanning planes 33 overlap, so that the upper side of the product 17 can be illuminated from different directions at the same time and, moreover, the side flanks of the product 17 can be at least substantially completely detected.
  • FIG. 4 An alternative arrangement is shown Fig. 4 .
  • a compact sensor 23 is arranged approximately in the middle above the product 17.
  • Two further compact sensors 23 are located on both sides below the product 17 and each detect the product contour from below at an angle.
  • Fig. 5 shows an example of an arrangement in which two compact sensors 23, which are arranged one behind the other in the direction of movement of the product 17 and are oriented opposite one another, are provided.
  • Such an arrangement makes it possible to detect such areas of products 17, in particular, which have highly irregularly shaped surfaces, also at such surface areas which would not be visible by means of a single sensor 23.
  • a plurality of such double arrangements of compact sensors 23 can be distributed around the product 17 in the circumferential direction.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere einen Hochleistungs-Slicer, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Derartige Aufschneidevorrichtungen, die auch einfach als Slicer bezeichnet werden, sind grundsätzlich bekannt. Beispielsweise mit planetenartig umlaufenden und zusätzlich rotierenden Kreismessern oder mit lediglich rotierenden Sichelmessern, die im Betrieb Drehzahlen von mehreren 100 bis einige 1000 Umdrehungen pro Minute aufweisen, werden bei konstanter Schneidfrequenz von den Lebensmittelprodukten Scheiben abgetrennt. In der Praxis ist es in vielen Anwendungen wünschenswert, dass entweder die einzelnen Scheiben oder aus einer Mehrzahl von Scheiben gebildete Portionen ein vorgegebenes Gewicht aufweisen. Da die Schneidfrequenz konstant ist, wird vorzugsweise auf das Gewicht der einzelnen Scheiben dadurch Einfluss genommen, dass die Dicke der Scheiben variiert wird. Dies erfolgt durch eine entsprechende Steuerung der Produktzufuhr: je weiter das Produkt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schnitten des Messers über die Schneidebene hinaus vorgeschoben wird, desto größer ist die Dicke der anschließend abgetrennten Produktscheibe. Dabei ist die Scheibendicke nur ein Parameter, der das Gewicht der betreffenden Scheibe bestimmt. Das Scheibengewicht ist durch das Scheibenvolumen und durch die durchschnittliche Dichte der Scheibe bestimmt, wobei sich das Scheibenvolumen aus der Scheibendicke und der Au-ßenflächenkontur der Scheibe ergibt. Aus dem vor dem Aufschneiden mittels einer Waage bestimmten Gesamtgewicht des Produktes und aus dem durch die Außenflächenkontur des gesamten Produktes bestimmten Gesamtvolumen des Produktes kann dessen durchschnittliche Dichte bestimmt werden.
  • Wenn gewichtskonstante Produktscheiben oder Portionen von Produktscheiben erhalten werden sollen, sind hierfür also Kenntnisse über die äußere Kontur der aufzuschneidenden Produkte erforderlich. Die Kontur wird auch als Profil bezeichnet.
  • Die vorstehend erläuterten Zusammenhänge sowie sogenannte Produktscanner, die zum Erfassen der äußeren Kontur von aufzuschneidenden Lebensmittelprodukten dienen, sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt. Rein beispielhaft wird hierzu auf DE 196 04 254 A , WO 2000/062983 A , EP 2 644 337 A sowie DE 10 2009 036 682 A verwiesen.
  • Eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus DE 198 20 058 A1 bekannt. Die Abtastvorrichtung ist dort in einem der verschwenkbaren Produktauflage vorgelagerten Bereich angeordnet. Bei der vorstehend genannten DE 196 04 254 A erfolgt eine Konturerfassung unmittelbar vor dem Schneidmesser nach dem Lichtschnittverfahren mittels einer Strahlungsquelle, z.B. einem Linienprojektionslaser, und einer Aufnahmeeinrichtung, z.B. einer Kamera, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, wobei keine verschwenkbare Produktauflage offenbart ist.
  • Aus DE 10 2007 021 510 A1 ist eine Aufschneidevorrichtung für Lebensmittelprodukte bekannt, bei der Bilddaten eines jeweils zu schneidenden Gegenstands erzeugt und daraus Schnittpositionen berechnet werden, wobei keine verschwenkbare Produktauflage offenbart ist.
  • WO 2004/106020 A1 betrifft eine Vorrichtung ohne verschwenkbare Produktauflage, bei der mittels Ultraschall und/oder Röntgenstrahlung Informationen über die Kontur und die innere Zusammensetzung von in Portionen zu schneidenden Lebensmittelprodukten erhalten werden sollen.
  • EP 2 341 313 A1 betrifft eine nach dem Lichtschnittverfahren arbeitende Abtasteinrichtung für Lebensmittelprodukte und befasst sich mit der Erzeugung einer Lichtlinie auf einem jeweils aufzuschneidenden Produkt. Eine verschwenkbare Produktauflage ist nicht offenbart.
  • In der Praxis handelt es sich bei den Produktscannern in der Regel um separate Maschinen, die jeweils als Bestandteil einer gesamten Produktionslinie dem Slicer vorgelagert sind. Die Produkte durchlaufen dabei ein tunnelartiges Scan-Gehäuse, in welchem die äußere Produktkontur durch Abtasten erfasst wird. Die für die Abtastung verwendeten elektrischen und elektronischen bzw. optoelektronischen Einrichtungen sind dabei innerhalb des Scan-Gehäuses vergleichsweise offen und ungeschützt angeordnet. Dies ist möglich, da aufgrund des umgebenden Scan-Gehäuses auch Laserstrahlung einer höheren Schutzklasse zum Einsatz kommen kann. Zudem ist es nicht erforderlich, das Innere des Scan-Gehäuses einer Hochdruck- bzw. Dampfstrahlreinigung zu unterziehen, weshalb die elektrischen bzw. elektronischen Geräte keinen besonders hohen Anforderungen an die Schutzart bzw. Schutzklasse genügen müssen.
  • Nachteilig an den bislang in der Praxis eingesetzten Produktscannern sind die hohen Zusatzkosten sowie der erhöhte Platzbedarf, da ein als separate Maschine ausgebildeter Produktscanner vergleichsweise viel Platz benötigt und insbesondere die Länge einer Produktionsanlage deutlich vergrößert.
  • Je nach Produkt ist zudem eine längere Transport- und Handhabungsstrecke zwischen einem separaten, stromaufwärtigen Produktscanner und dem Schneidbereich ungünstig, da das Produkt auf seinem Weg zum Schneidbereich ungewollt hinichtlich seiner äußeren Abmessungen, d.h. seiner Außenkontur, verändert werden kann. Dies kann z.B. durch mechanische Beeinflussung erfolgen oder dadurch, dass Temperatureinflüsse Wirkung zeigen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, zuverlässige, kostengünstige und Platz sparende Möglichkeit zu schaffen, die äußere Kontur von aufzuschneidenden Lebensmittelprodukten zu bestimmen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Aufschneidevorrichtung eine berührungslos arbeitende Abtasteinrichtung zum Erfassen zumindest eines Teils der äußeren Kontur der aufzuschneidenden Produkte, wobei die Abtasteinrichtung zur Konturerfassung wenigstens einen im Arbeitsbereich angeordneten Kompaktsensor umfasst.
  • Die Erfindung bedeutet eine fundamentale Abkehr von der bisherigen Vorgehensweise, die darin besteht, für die Konturerfassung große und teure Produktscanner in Form von separaten Maschinen einzusetzen und der Aufschneidevorrichtung vorzulagern. Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass eine Konturerfassung mit kompakten Sensoren möglich ist, die im Arbeitsbereich der Aufschneidevorrichtung selbst, also innerhalb des Slicers, angeordnet werden können. Damit wird das im Stand der Technik vorherrschende Vorurteil überwunden, wonach eine berührungslose Konturerfassung von aufzuschneidenden Lebensmittelprodukten nicht unter den Bedingungen möglich ist, die im Transportbereich und im Schneidbereich eines Hochgeschwindigkeits-Lebensmittelslicers gegeben sind, also unter Bedingungen, die sich insbesondere durch das Vorhandensein von Schmutz, Wärme und Feuchtigkeit auszeichnen. Dies liegt daran, dass im Bereich eines Lebensmittelslicers Schneidreste sowie Schneidstaub und Schneidmehl vorhanden sind und alle Komponenten eines Lebensmittelslicers regelmäßig einer Reinigung mit Wasser bzw. Dampf unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen unterzogen werden müssen. Zudem spielt eine Rolle, dass im Falle der Verwendung von Laserstrahlung zur Konturerfassung darauf geachtet werden muss, dass Sicherheitsbestimmungen eingehalten werden und insbesondere die Augensicherheit für das Bedienpersonal gewährleistet ist.
  • Es wurde überraschend gefunden, dass im Vergleich zu den Abmessungen eines typischen Lebensmittelslicers sehr kleine, kompakte Sensoren bereitgestellt werden können, die eine zuverlässige Konturerfassung mit ausreichend hoher Genauigkeit ermöglichen und gleichzeitig robust genug ausgeführt werden können, um gegen die für elektrische bzw. optoelektronische Geräte widrigen Bedingungen innerhalb des Arbeitsbereiches eines Lebensmittelslicers bestehen zu können.
  • Erfindungsgemäß ist der Kompaktsensor in einem eigenen abgeschlossenen Sensorgehäuse angeordnet, wobei der Kompaktsensor innerhalb des Arbeitsbereiches der Aufschneidevorrichtung einen Abtastbereich für die Produkte definiert, der außerhalb des Sensorgehäuses gelegen ist. Während gemäß der bisherigen Praxis - wie vorstehend bereits erwähnt - die Produkte durch das Scannergehäuse hindurchlaufen müssen, ist erfindungsgemäß sozusagen vorgesehen, dass sich der Scanner nach den Produkten und der Art und Weise ihrer Handhabung im Slicer und insbesondere ihres Transportweges durch den Slicer zu richten hat. Aufgrund der Kompaktheit und der generellen Unempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Sensoren ist eine solche Integration in den Slicer problemlos möglich.
  • Mögliche Ausgestaltungen der erfindungsgemäß eingesetzten Kompaktsensoren sowie vorteilhafte Eigenschaften dieser Kompaktsensoren sind nachstehend erläutert sowie in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein solcher Kompaktsensor kann in einem gemeinsamen Gehäuse als Lichtquelle einen Laser zur Aussendung von Laserstrahlung in einer Abtastebene sowie eine Kamera umfassen, die das Bild einer Linie aufnehmen kann, welche durch die ausgesandte Strahlung in der Abtastebene auf einem abzutastenden Produkt erzeugt wird. Derartige Sensoren können ein integriertes Elektroniksystem ohne die Notwendigkeit für einen zusätzlichen Controller aufweisen. Ferner können derartige Sensoren gegenüber Fremdlicht bzw. Streulicht unempfindlich sein. Es sind darüber hinaus sehr hohe Auflösungen im Bereich von einigen Hundertstel Millimeter sowie sehr hohe Daten- bzw. Signalausgaberaten bis zu 6 kHz möglich. Die Sensoren können mit einem integrierten Gigabit-LAN-Port versehen sein.
  • Derartige Kompaktsensoren bilden folglich quasi autarke Einheiten, die lediglich an eine Stromversorgung sowie eine Datenerfassung angeschlossen werden müssen.
  • In einer möglichen Ausgestaltung besitzt ein solcher Kompaktsensor eine Breite von etwa 300 mm, eine maximale Höhe von etwa 100 mm sowie eine Dicke von etwa 40 mm. Derartige Sensoren sind beispielsweise von der Firma wenglorMEL GmbH erhältlich.
  • Das Gehäuse dieser Sensoren kann derart verbessert werden, dass die Sensoren hohen Geräteschutzklassen genügen und gegenüber Staub sowie einer Reinigung mit Wasser und Dampf unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen absolut unempfindlich sind.
  • Ein weiterer Vorteil derartiger Sensoren ist, dass sie mit Laserstrahlung einer niedrigen Schutzklasse betrieben werden können und somit für das menschliche Auge ungefährlich sind.
  • Derartige Kompaktsensoren können folglich frei und offen im Arbeitsbereich eines Lebensmittelslicers an jeder beliebigen Stelle positioniert werden. Aufgrund ihrer geringen Baugröße benötigen die Kompaktsensoren wenig Platz und können somit in Abhängigkeit von den jeweiligen baulichen Gegebenheiten des Slicers sowie von der abzutastenden Kontur der Produkte variabel platziert werden. Mehrere Kompaktsensoren können unabhängig voneinander im Slicer angeordnet werden. Die Erfassungsdaten mehrerer Sensoren können im Rahmen der Datenauswertung rechnerisch zusammengefasst werden.
  • Erfindungsgemäß arbeiten die Kompaktsensoren bevorzugt nach dem sogenannten Lichtschnittverfahren, um eine Kontur oder ein Profil zu erfassen. Dieses Messprinzip ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt. Hierzu wird auch auf die eingangs genannte Patentliteratur zum Stand der Technik verwiesen. Grundsätzlich können erfindungsgemäß aber auch andere Abtastprinzipien wie beispielsweise Lichtlaufzeitmessungen zum Einsatz kommen. Bei Verwendung des Lichtschnittverfahrens kann die Erzeugung der durchgehenden oder auch unterbrochenen Linien auf den abzutastenden Produkten grundsätzlich auf beliebige Art und Weise erfolgen. So kann beispielsweise mittels eines Linienlasers und gegebenenfalls unter Verwendung einer geeigneten Optik, wie beispielsweise einer Zylinderlinse, eine Lichtlinie ausgesendet werden. Alternativ kann ein einzelner Laserstrahl periodisch innerhalb eines Abtastwinkelbereiches mit hoher Abtastrate abgelenkt werden.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten mittels der erfindungsgemäßen Aufschneidevorrichtung, bei dem zumindest ein Teil der äußeren Kontur der aufzuschneidenden Lebensmittelprodukten erfasst wird, wobei die Kontur innerhalb der Aufschneidevorrichtung mittels des berührungslos arbeitenden Kompaktsensors der Abtasteinrichtung erfasst wird.
  • Des Weiteren wird eine nicht zur Erfindung gehörende Verwendung zumindest eines Kompaktsensors offenbart, der im Arbeitsbereich einer Aufschneidevorrichtung der hierin beschriebenen Art angeordnet ist, zur Durchführung einer oder mehrerer Zusatzaufgaben durch Erfassen zumindest einer zu wenigstens einer Funktionseinheit der Vorrichtung gehörenden Kontur.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind vorstehend und nachstehend beschrieben und ergeben sich auch aus der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung sowie aus den Ansprüchen.
  • Das Sensorgehäuse kann derart ausgebildet sein, dass es einer nationalen oder internationalen, normierten Schutzklasse genügt, gemäß welcher Staubdichtigkeit, vollständiger Schutz gegen Berührung sowie Schutz gegen Wasser bei Hochdruck-/Dampfstrahlreinigung gegeben sind, insbesondere der Schutzklasse IP6K9K oder IP69 nach DIN 40 050 Teil 9 bzw. DIN EN 60529, oder einer gleichwertigen Schutzklasse.
  • Insbesondere kann ein gekapselter Kompaktsensor oder ein Kompaktsensor mit einem gekapselten Sensorgehäuse vorgesehen sein.
  • Bevorzugt umfasst der Kompaktsensor einen Sender zur Aussendung von Abtaststrahlung in einen Abtastbereich und einen Empfänger zum Empfang von Strahlung aus dem Abtastbereich, wobei der Sender und der Empfänger in einem gemeinsamen Sensorgehäuse des Kompaktsensors angeordnet sind. Dabei stellt insbesondere der Abtastbereich jenes Raumvolumen dar, in welchem sich der Sendebereich des Senders und der Empfangsbereich des Empfängers überlappen.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Kompaktsensor Laserstrahlung aussendet und derart ausgebildet ist, dass er einer nationalen oder internationalen, normierten Laserschutzklasse genügt, gemäß welcher die Laserstrahlung für das menschliche Auge ungefährlich ist, insbesondere der Laserschutzklasse 1 oder 2 nach DIN EN 60825-1, oder einer gleichwertigen Laserschutzklasse.
  • Insbesondere ist der Kompaktsensor zur Aussendung von Abtaststrahlung in einer Abtastebene ausgebildet. Diese Abtaststrahlung erzeugt auf einem abzutastenden Produkt eine Linie, die mittels eines Empfängers erfasst und hinsichtlich ihres Verlaufes zur Bestimmung der Produktkontur in der Abtastebene ausgewertet werden kann, wobei die optische Achse des Empfängers gegenüber der Abtastebene geneigt ist, d.h. der Empfänger "blickt" unter einem Winkel zur Abtastebene auf die auf der Produktoberfläche erzeugte Linie.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Abtastebene des Kompaktsensors zumindest im Wesentlichen senkrecht oder unter einem Winkel von mehr als etwa 45° zu einer Bewegungsrichtung der Produkte durch die Abtastebene verläuft.
  • Vorzugsweise ist der Kompaktsensor als Laserscanner ausgebildet. Als Scanner werden hier sowohl solche Sensoren bezeichnet, bei denen eine durchgehende oder unterbrochene Linie ausgesendet wird, als auch Sensoren, bei denen ein punktförmiger Laserstrahl ausgesendet und periodisch abgelenkt wird.
  • Bevorzugt arbeitet der Kompaktsensor nach dem Lichtschnittverfahren. Wie bereits erwähnt, ist ein derartiges Abtastprinzip zur Kontur- bzw. Profilerkennung grundsätzlich bekannt.
  • Vorzugsweise ist der Kompaktsensor dazu ausgebildet, mittels einer Lichtquelle, insbesondere einer Laserquelle, auf einem abzutastenden Produkt eine durchgehende oder unterbrochene Linie zu erzeugen und mittels einer Kamera ein die Linie enthaltendes Bild aufzunehmen. Als Kamera kann beispielsweise eine Fotodiode oder eine CCD-Einrichtung dienen.
  • Vorzugsweise ist der Kompaktsensor an einem Tragrahmen oder Gestell der Aufschneidevorrichtung abgestützt oder gehalten, von welchem auch der Schneidbereich und der Transportbereich der Aufschneidevorrichtung getragen sind. Insbesondere aufgrund seines vergleichsweise geringen Gewichts kann der erfindungsgemäße Kompaktsensor auf grundsätzlich beliebige Art und Weise im Arbeitsbereich positioniert werden. Vergleichsweise leichte und filigrane Halterungen oder Aufhängungen für den Kompaktsensor können zum Einsatz kommen. Der Kompaktsensor kann zum Beispiel auch an bereits vorhandenen Komponenten der Aufschneidevorrichtung befestigt werden.
  • Erfindungsgemäß ist der Kompaktsensor im oder am Schneidbereich oder im Bereich der Produktzufuhr angeordnet. Insbesondere kann der Kompaktsensor im Bereich eines vorderen Produktanschlags der Produktzufuhr angeordnet sein. Ein möglicher Abstand des Kompaktsensors von einer vorderen Anschlagebene des Produktanschlags beträgt beispielsweise etwa 5 bis 20 mm. In einem möglichen Ausführungsbeispiel befindet sich der Kompaktsensor - in Zufuhrrichtung der Produkte gesehen - in einem Abstand von etwa 30 bis 400 mm von der Schneidebene.
  • Wenn von der Positionierung oder Orientierung des Kompaktsensors die Rede ist, dann ist darunter insbesondere auch die Lage bzw. Orientierung einer Abtastebene des Sensors zu verstehen.
  • Alternativ zu den vorgenannten Möglichkeiten kann der Kompaktsensor gemäß einer nicht zur Erfindung gehörenden Weiterbildung in einem der Produktzufuhr vorgelagerten Bereich des Transportbereiches angeordnet sein.
  • Der Kompaktsensor kann beispielsweise gemäß einer nicht zur Erfindung gehörenden Weiterbildung im Bereich einer Transfereinrichtung angeordnet sein, mittels welcher die Produkte an die Produktzufuhr übergeben werden. Die Transfereinrichtung kann eine verschwenkbare Produktauflage aufweisen, wobei gemäß einer nicht zur Erfindung gehörenden Weiterbildung der Kompaktsensor - in Transportrichtung der Produkte gesehen - vor der verschwenkbaren Produktauflage angeordnet ist.
  • Gemäß einer nicht zur Erfindung gehörenden Weiterbildung kann der Kompaktsensor im Bereich eines Übergangs zwischen zwei Fördereinrichtungen einer Transportstrecke des Transportbereiches angeordnet sein. Wenn gemäß einer nicht zur Erfindung gehörenden Weiterbildung der Kompaktsensor unterhalb der Transportstrecke angeordnet ist, kann beispielsweise ein Zwischenraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bandförderern zur Abtastung der Produkte von unten genutzt werden.
  • Des Weiteren kann gemäß einer nicht zur Erfindung gehörenden Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Kompaktsensor in einem Produkteintrittsbereich der Vorrichtung angeordnet ist, insbesondere in einer, unmittelbar vor einer oder unmittelbar hinter einer durch einen Tragrahmen oder ein Gestell der Vorrichtung definierten Eintrittsebene.
  • Da der Kompaktsensor in der Aufschneidevorrichtung aufgrund seiner geringen Größe grundsätzlich frei platzierbar ist, kann gemäß einer Ausführungsform dafür gesorgt werden, dass der Kompaktsensor außerhalb eines Verschmutzungsbereiches des Arbeitsbereiches angeordnet ist. Eine Reinigung der Aufschneidevorrichtung wird hierdurch nicht unnötig erschwert. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Kompaktsensor beabstandet zum Produkt und/oder zur Produktzufuhr angeordnet ist.
  • Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass im Arbeitsbereich unterschiedliche Abtastpositionen für den Kompaktsensor vorgegeben sind. Damit ist zum einen gemeint, dass die Konturerfassung der Produkte in der Aufschneidevorrichtung grundsätzlich an unterschiedlichen Abtaststellen erfolgen kann. Vorstehend sind Beispiele für verschiedene Abtaststellen genannt worden. Insbesondere kann zum anderen aber auch vorgesehen sein, dass die unterschiedlichen Abtastpositionen zu einer gemeinsamen Abtaststelle gehören. Dies bedeutet, dass bei einer Veränderung der Abtastposition des Kompaktsensors nicht die Abtaststelle geändert wird, an welcher die Konturerfassung an den Produkten innerhalb der Aufschneidevorrichtung erfolgt, sondern dass lediglich an der Abtaststelle die Position des Kompaktsensors verändert werden kann. Beispielsweise kann der Kompaktsensor etwas weiter nach vorne oder etwas weiter nach hinten - in Bewegungsrichtung der Produkte gesehen - versetzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Winkelposition des Kompaktsensors um die Bewegungsrichtung herum verändert werden. Auf diese Weise kann zum Beispiel insbesondere in Abhängigkeit von dem Typ bzw. der Beschaffenheit der jeweiligen Produkte die Konturerfassung optimiert werden, indem durch eine andere Positionierung des Kompaktsensors die geometrischen Verhältnisse der Abtastung optimiert werden. Auch kann hierdurch die erfindungsgemäße Abtasteinrichtung flexibel auf Umrüstungen oder Nachrüstungen der Aufschneidevorrichtung reagieren, die dessen baulichen Gegebenheiten verändern.
  • Auch in Fällen, in denen die Aufschneidevorrichtung selbst nicht oder nur unwesentlich umgerüstet oder verändert wird und zumindest im Wesentlichen nur ein Wechsel der Produktart oder des Produkttyps erfolgt, kann auf eine solche Veränderung schnell und zuverlässig durch eine produktabhängige Anpassung bzw. Verstellung bzw. einen produktabhängigen Umbau des Kompaktsensors reagiert werden.
  • Die unterschiedlichen Abtastpositionen sind insbesondere derart eindeutig vorgegeben, dass der Kompaktsensor nur in einer einzigen Lage und Orientierung platziert werden kann. Hierdurch sind bei einer Neupositionierung des Kompaktsensors keine Justier- oder Einlernvorgänge erforderlich.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Kompaktsensor zwischen den Abtastpositionen verstellbar und/oder umbaubar ist. Der Kompaktsensor kann beispielsweise verschwenkt oder verschoben werden, wobei hierzu beispielsweise Zwangsführungen und Endanschläge vorgesehen sein können, um eine vorteilhafte Eindeutigkeit der Positionierung des Kompaktsensors herzustellen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass durch einen oder mehrere Kompaktsensor gleichzeitig mehrere parallele Produktspuren der Aufschneidevorrichtung abgedeckt sind. Es ist somit nicht notwendig, bei einem mehrspurigen Betrieb der Aufschneidevorrichtung für jedes Produkt einen separaten Kompaktsensor vorzusehen. Die Anzahl der Kompaktsensoren kann also kleiner sein als die Anzahl der Spuren, wobei es möglich, aber nicht zwingend ist, dass alle Spuren von einem einzigen Kompaktsensor erfasst werden. Es wurde gefunden, dass ein ausreichend großer Abtastbereich des Kompaktsensors bereitgestellt werden kann, ohne Beeinträchtigungen insbesondere hinsichtlich der Positionierbarkeit des Kompaktsensors innerhalb der Aufschneidevorrichtung hinnehmen zu müssen. Der Spurbezug kann dann z.B. durch Ausfiltern des jeweils gewünschten Signals in einer zugeordneten Steuereinrichtung erfolgen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass an einer Abtaststelle mehrere Kompaktsensoren zur gemeinsamen Konturerfassung angeordnet sind. Es können also an einer Abtaststelle mehrere Kompaktsensoren angeordnet sein, die bei der Konturerfassung zusammenwirken. In Abhängigkeit von der äußeren Gestalt der aufzuschneidenden Produkte kann ein einziger Kompaktsensor pro Abtaststelle ausreichend sein, um die Produktkontur mit für die jeweilige Erfindung ausreichender Genauigkeit zu erfassen. In anderen Anwendungen kann es vorteilhaft sein, pro Abtaststelle mehrere Kompaktsensoren einzusetzen. Diese können in Umfangsrichtung um die Bewegungs- bzw. Transportrichtung der Produkte herum verteilt angeordnet werden. So können beispielsweise zwei Kompaktsensoren vorgesehen sein, die das Produkt jeweils schräg von oben abtasten. Alternativ kann oberhalb der Produkte ein einziger Kompaktsensor vorgesehen sein, der von zwei von schräg unten abtastenden Kompaktsensoren, die unterhalb der Produkte angeordnet sind, unterstützt wird.
  • Wenn die Kompaktsensoren mit Abtastebenen arbeiten, ist es erfindungsgemäß möglich, aber nicht zwingend erforderlich, dass alle Abtastebenen der Kompaktsensoren in einer einzigen gemeinsamen Ebene liegen. Vielmehr ist es möglich, dass die Abtastebenen in Transportrichtung der Produkte geringfügig gegeneinander versetzt sind. Hierdurch wird die Einrichtung einer Abtaststelle erheblich vereinfacht, da keine aufwendigen Justierungen der Kompaktsensoren relativ zueinander erforderlich sind. Es wurde im Zusammenhang mit nach dem Lichtschnittverfahren arbeitenden Kompaktsensoren gefunden, dass ein Abstand der Abtastlinien auf einem Produkt von nur wenigen Millimetern noch eine zuverlässige Erfassung und Auswertung der Abtastlinien durch den zugehörigen Kompaktsensor ermöglicht. Mit anderen Worten wurde gefunden, dass sich die Kompaktsensoren gegenseitig nicht stören.
  • Das vorgenannte Beispiel ist eine Möglichkeit für ein allgemeines bevorzugtes Konzept der Erfindung, wonach an einer Abtaststelle die Abtastung der Produkte durch zumindest zwei Kompaktsensoren räumlich versetzt erfolgen kann. Alternativ oder zusätzlich zu einem räumlichen Versatz ist es möglich, eine zeitlich versetzte Abtastung durchzuführen, indem die Kompaktsensoren nicht gleichzeitig, sondern abwechselnd aktiv sind. So kann beispielsweise durch einen gepulsten Betrieb bei nach dem Lichtschnittverfahren arbeitenden Kompaktsensoren verhindert werden, dass die Kamera des einen Sensors durch die von dem anderen Sensor auf dem Produkt erzeugte Abtastlinie gestört wird.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass an einer Abtaststelle die Abtastung durch zwei zueinander entgegengesetzt orientierte Kompaktsensoren erfolgt. Auf diese Weise lässt sich eine Stelle oder ein Bereich auf der Außenseite eines Produktes aus unterschiedlichen Richtungen erfassen. Bei stark unregelmäßig geformten Produkten ist dies besonders vorteilhaft, da nicht zu erfassende Bereiche beispielsweise aufgrund von Hinterschneidungen oder Vertiefungen verhindert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Abtasteinrichtung zur Durchführung einer oder mehrerer Zusatzaufgaben ausgebildet ist. Dies kann durch Erfassen zumindest einer Kontur mittels des Kompaktsensors erfolgen, die zu wenigstens einer Funktionseinheit der Vorrichtung gehört. Hierbei kann der Kompaktsensor zumindest zeitweise dazu benutzt werden, eine Funktionseinheit der Vorrichtung abzutasten. Wenn der Kompaktsensor im Bereich der Produktzufuhr angeordnet ist, kann zum Beispiel ein während des Vorschubs eines Produkts am hinteren Produktende angreifender Produktgreifer oder eine anders geartete Produkthalterung abgetastet werden, wenn diese die Abtaststelle des Kompaktsensors während des Produktvorschubs passiert. Hierdurch kann beispielsweise geprüft werden, ob der Produktgreifer bzw. Produkthalter korrekt ausgerichtet ist oder ob sich ein im Normalbetrieb abzuwerfendes Produktreststück noch am Produktgreifer bzw. Produkthalter befindet, wenn dieser zur Vorbereitung des Aufschneidens eines nachfolgenden Produkts in eine Ausgangsstellung zurückbewegt wird und dabei die Abtaststelle erneut passiert. Auch könnte z.B. mittels eines Kompaktsensors geprüft werden, ob zu jeweils am Slicer eingestellten Produktparametern passende Seitenanschläge überhaupt angebaut bzw. ob vorhandene Seitenanschläge jeweils auf die richtige Position eingestellt sind.
  • Allgemein kann folglich der Kompaktsensor aufgrund des Umstands, dass er innerhalb der Aufschneidevorrichtung angeordnet ist, zusätzlich dazu benutzt werden, eine ordnungsgemäße Konfiguration sowie einen ordnungsgemäßen Funktionsablauf einer oder mehrerer Funktionseinheiten der Aufschneidevorrichtung zu überwachen.
  • Wie eingangs bereits erwähnt, dient die Konturerfassung mittels eines oder mehrerer Kompaktsensoren innerhalb der Aufschneidevorrichtung insbesondere dazu, gewichtskonstante Produktscheiben oder Portionen von Produktscheiben zu gewinnen.
  • Vor diesem Hintergrund kann eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die dazu ausgebildet ist, unter Verwendung von erfassten Produktkonturen Steuerdaten zu berechnen und unter Verwendung der Steuerdaten die Vorrichtung, insbesondere die Produktzufuhr, zu betreiben.
  • Was das erfindungsgemäße Verfahren anbetrifft, so ermöglicht es der Einsatz eines oder mehrerer Kompaktsensoren innerhalb der Aufschneidevorrichtung, die Konturerfassung an ohnehin ablaufende Vorgänge bei der Handhabung der Produkte innerhalb der Aufschneidevorrichtung anzupassen. So kann beispielsweise eine mögliche Aufschneidevorrichtung derart betrieben werden, dass ein an die Produktzufuhr übergebenes Produkt dadurch sicher mit einem am hinteren Produktende angreifenden Produktgreifer gegriffen wird, dass das Produkt mittels des Produktgreifers gegen einen vorübergehend im Vorschubweg befindlichen Produktanschlag gedrückt wird. Anschließend wird das Produkt mittels des nunmehr in bestimmungsgemäßer Weise korrekt greifenden Produktgreifers um eine bestimmte, vergleichsweise kurze Strecke zurückgezogen, woraufhin der Produktanschlag wegbewegt wird, um den Vorschubweg zur Schneidebene freizugeben. Daraufhin wird das Produkt mittels des Produktgreifers zur Schneidebene hin und dann durch die Schneidebene hindurch bewegt. Problematisch in diesem Zusammenhang kann sein, dass sich das gegen den Produktanschlag gedrückte Produkt während des Greifvorgangs verformt, beim anschließenden Zurückziehen sich aber nicht wieder vollständig entspannt. In Abhängigkeit von dem jeweiligen Produkttyp kann folglich eine plastische Verformung erfolgen und es so zu einer bleibenden Deformation kommen, wodurch sich die äußere Produktkontur während des Greifens verändert. Dies kann zu Fehlern bei der Ansteuerung des Produktvorschubs führen, wenn die Steuerung aufgrund eines vorgelagerten Scanprozesses von einer äußeren Produktkontur ausgeht, die nach dem Greifvorgang aufgrund einer nicht-elastischen Verformung des vorderen Produktbereiches überhaupt nicht mehr vorhanden ist.
  • In einem solchen Fall kann die Erfindung Fehler vermeiden, indem gemäß einer Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens die Produktkontur jeweils erst dann und insbesondere erst kurz vor dem Aufschneiden erfasst wird, nachdem sich das zuvor aufgrund eines Greifvorgangs in der Produktzufuhr komprimierte Produkt wieder entspannt hat, wobei es ohne Nachteil ist, wenn sich das Produkt nur teilweise entspannt und eine Restdeformation verbleibt. So ist es beispielsweise erfindungsgemäß möglich, einen oder mehrere Kompaktsensoren im Bereich des erwähnten Produktanschlags anzuordnen. Die Konturerfassung kann folglich mit bzw. kurz nach dem Start der eigentlichen Produktzufuhr und somit des eigentlichen Aufschneidebetriebs erfolgen. Das Abtasten des Produkts beginnt folglich insbesondere erst dann, wenn das Produkt mittels des Produkthalters zur Schneidebene hin vorgeschoben wird.
  • Es wurde gefunden, dass es in vielen Anwendungen für eine ausreichende Genauigkeit nicht erforderlich ist, mit dem Aufschneiden eines Produktes erst dann zu beginnen, nachdem das Produkt vollständig abgetastet worden ist. Es ist also möglich, dass ein mittlerer und/oder hinterer Abschnitt des Produktes erst dann abgetastet wird, wenn das Aufschneiden des Produktes bereits begonnen hat.
  • Ein solcher Einsatz der erfindungsgemäßen Abtasteinrichtung führt auch nicht zu einer Beeinträchtigung der Arbeitsgeschwindigkeit der Aufschneidevorrichtung. Es wurde gefunden, dass die Qualität und insbesondere die Genauigkeit der Konturerfassung nicht beeinträchtigt wird, wenn das Produkt während des Abtastvorgangs in zwei Abtastphasen mit unterschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten abgetastet wird, wie es der Fall ist, wenn gemäß einer weiteren Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens das Produkt nach einem Greifvorgang zunächst während einer Schnellvorschubphase zur Schneidebene hin und anschließend in einer Schneidvorschubphase bei relativ langsamerer Vorschubgeschwindigkeit durch die Schneidebene hindurch bewegt wird. Es wird dann ein vorderer Produktabschnitt bei relativ höherer Vorschubgeschwindigkeit und anschließend der verbleibende Produktabschnitt bei relativ langsamerer Vorschubgeschwindigkeit mittels des Kompaktsensors abgetastet. Auch hier kann die Konturerfassung folglich mit bzw. kurz nach dem Start der eigentlichen Produktzufuhr und somit des eigentlichen Aufschneidebetriebs erfolgen.
  • Wie eingangs bereits erwähnt, kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, dass unter Verwendung von erfassten Produktkonturen Steuerdaten berechnet werden und unter Verwendung der Steuerdaten die Aufschneidevorrichtung, insbesondere die Produktzufuhr, betrieben wird, und zwar insbesondere zu dem Zweck, gewichtskonstante Produktscheiben oder Portionen von Produktscheiben zu gewinnen.
  • Ein mögliches Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der Abtasteinrichtung eine oder mehrere Zusatzaufgaben durchgeführt werden. Hierzu kann vorgesehen sein, dass mittels des Kompaktsensors zumindest eine zu wenigstens einer Funktionseinheit der Vorrichtung gehörende Kontur erfasst wird.
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    in einer schematischen Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Lebensmittelslicer,
    Fig. 2
    zwei Ansichten eines erfindungsgemäßen Kompaktsensors, und
    Fig. 3 bis 5
    jeweils schematisch eine mögliche Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer Kompaktsensoren.
  • Gemäß Fig. 1 besitzt ein erfindungsgemäßer Lebensmittelslicer 10 in an sich bekannter Weise als tragende Struktur ein rahmenartiges Gestell 35 mit einer Mehrzahl von tragenden Stützen und Streben. Der zum größten Teil innerhalb dieses Tragrahmens 35 gelegene Arbeitsbereich des Slicers 10 umfasst einen vorderen Schneidbereich 11 sowie einen Transportbereich 13 mit einer Produktzufuhr 15.
  • Der Schneidbereich 11 umfasst einen am Rahmengestell 35 getragenen Schneidkopf 22, in welchem sich insbesondere ein nicht dargestellter Antrieb für ein hier als Kreismesser ausgebildetes Schneidmesser 21 angeordnet ist. Die von dem Schneidmesser 21 definierte Schneidebene 19 ist etwa um 45° zur Vertikalen geneigt. Mit einer gestrichelten Linie ist die Drehachse 20 des Schneidmessers 21 angedeutet. Während des Betriebs rotiert das Schneidmesser 21 um die eigene Drehachse 20 und läuft zudem um eine durch eine strichpunktierte Linie angedeutete Antriebsachse 24 um, bezüglich welcher das Schneidmesser 21 exzentrisch angeordnet ist und somit planetarisch umläuft.
  • Die Produktauflage umfasst eine senkrecht zur Schneidebene 19 verlaufende und somit ebenfalls um 45° zur Vertikalen geneigte Auflageebene, entlang welcher aufzuschneidende Lebensmittelprodukte 17 mit Hilfe eines am hinteren Produktende angreifenden Produkthalters 49 der Schneidebene 19 zugeführt werden.
  • Vor dem Schneidbereich 11 unterhalb des Messerkopfes 22 ist ein bewegbarer Produktanschlag 16 vorgesehen. Wie im Einleitungsteil erläutert, wird bei einem Greifvorgang das jeweilige Produkt 17 mittels des Produkthalters 49 gegen den Produktanschlag 16 gedrückt, um ein zuverlässiges Ergreifen des Produkts 17 sicherzustellen. Wenn daraufhin der eigentliche Produktvorschub zur Schneidebene 19 hin beginnt, wird der Produktanschlag 16 aus dem Bewegungsweg des Produkts 17 herausbewegt, um den Weg zur Schneidebene 19 freizugeben.
  • In der Darstellung der Fig. 1 liegt das Produkt 17 auf einer verschwenkbaren Produktauflage 39 der Produktzufuhr 15 auf. Die Produktauflage 39 gehört zu einer Transfereinrichtung 37, auf die nachstehend noch näher eingegangen wird. Die Produktauflage 39 kann z.B. als frei laufendes Endlosband ausgebildet sein oder eine Gleitfläche für die Produkte 17 aufweisen.
  • Im hochgeschwenkten Zustand gemäß Fig. 1 bildet die verschwenkbare Produktauflage 39 zusammen mit einem vorderen Förderer 61, bei dem es sich beispielsweise um ein Förderband oder um eine passive Gleitauflage handeln kann, eine Produktauflage, auf welcher das Produkt 17 während des Vorschubs aufliegt.
  • An den vorderen Förderer 61 schließt sich eine Schneidkante 63 an, mit der das Schneidmesser 21 beim Abtrennen von Scheiben 53 von den Produkten 17 zusammenwirkt. Auf einem Portionierband 65 werden aus den abgetrennten Scheiben 53 Portionen 55 gebildet, die anschließend an ein weiteres Förderband 67 übergeben und dann einer Weiterverarbeitung zugeführt werden, bei der die Portionen 55 insbesondere gewogen werden. Eine Waage kann in den Förderer 67 integriert sein.
  • Eine zentrale Steuereinrichtung 51 ist in Fig. 1 schematisch dargestellt, die unter anderem mit dem Schneidkopf 22 und dem Produkthalter 49 der Produktzufuhr 15 verbunden ist. Außerdem kommuniziert die Steuereinrichtung 51 mit den übrigen Funktionseinheiten des Slicers 10, insbesondere mit einer nachstehend näher erläuterten Abtasteinrichtung, die mehrere Kompaktsensoren 23 umfasst, für welche zur Veranschaulichung vier unterschiedliche Abtaststellen A, B, C, D und E innerhalb des Slicers 10 angedeutet sind, wobei die Abtaststellen B, C, D und E nicht zur Erfindung gehören.
  • Der Slicer 10 kann grundsätzlich für einen einspurigen Betrieb oder für ein mehrspuriges Transportieren, Zuführen und Aufschneiden von Lebensmittelprodukten 17 ausgebildet sein. Für jede Spur besitzt dann die Produktzufuhr 15 eine verschwenkbare Produktauflage 39 sowie einen Produkthalter 49. Insbesondere kann der Slicer 10 für einen vollständig spurindividuellen Betrieb ausgebildet sein, bei welchem die Spuren vollständig unabhängig voneinander betrieben werden können und sich das gemeinsame Schneidmesser 21 teilen.
  • Die aufzuschneidenden Produkte 17 werden manuell oder automatisch in einem Beladebereich 69 auf eine weitere Fördereinrichtung 44 gegeben, die zu dem Transportbereich 13 des Slicers 10 gezählt werden kann und die aufgeladenen Produkte 17 durch einen hinteren Produkteintrittsbereich 45, der eine Eintrittsebene 47 definiert, weiteren Fördereinrichtungen 41, 43 des Transportbereichs 13 zuführt. Die von den Fördereinrichtungen 41, 43, 44, bei denen es sich insbesondere um Endlosbandförderer handeln kann, gebildete Transportstrecke steigt von hinten nach vorne leicht an, damit sich die Produkte 17 vor der Transfereinrichtung 37 bereits in einer bestimmten Höhe innerhalb des Slicers 10 befinden und damit im Beladebereich 69 die Beladehöhe vergleichsweise niedrig ist, wodurch insbesondere eine manuelle Beladung erleichtert wird.
  • Um zumindest weitgehend gewichtskonstante Portionen 55 zu erzielen, erfolgt der Produktvorschub in der Produktzufuhr 15 unter anderem auf der Basis der Querschnittsflächen der Produkte 17, die aus der äußeren Produktkontur berechnet werden können. Zur Erfassung der Produktkontur ist die bereits erwähnte berührungslos arbeitende Abtasteinrichtung vorgesehen, die an zumindest einer Abtaststelle innerhalb des Slicers 10 eine Anordnung von Kompaktsensoren 23 umfasst.
  • Eine mögliche Abtaststelle A befindet sich unmittelbar vor dem Produktanschlag 16 in der zur Vertikalen geneigten und somit senkrecht zur Schneidebene 19 verlaufenden Produktzufuhr 15. Die Kompaktsensoren 23 sind folglich derart angeordnet, dass ihre Abtastebenen 33 parallel zur Schneidebene 19 und somit senkrecht zur Produktlängserstreckung und somit senkrecht zur Produktvorschubrichtung verlaufen. Die Kompaktsensoren 23 sind hier der derart angeordnet, dass ihre Abtastebenen 33 in einer gemeinsamen Ebene liegen. Alternativ können die Abtastebenen 33 der Kompaktsensoren 23 gegeneinander versetzt sein.
  • Die einzelnen Kompaktsensoren 23 sind derart klein, dass sie im Vergleich zu den Abmessungen des Slicers 10 als quasi punktförmig betrachtet werden können. Der Slicer 10 besitzt beispielsweise eine Länge von etwa 2,70 m ohne den Beladebereich 69, also bis zur Eintrittsebene 47, eine Höhe von etwa 2,50 m bis zu den oberen Streben des Tragrahmens 35, sowie ein Breite von etwa 1 m. Dies bedeutet, dass selbst bei einer vergleichsweise kompakten Bauweise des Slicers, in welchem eine Vielzahl von Funktionseinheiten auf vergleichsweise engem Raum integriert sind, nach wie vor genügend Platz für eine optimale Positionierung der kleinen Kompaktsensoren 23 vorhanden ist. Wie im Einleitungsteil erwähnt, können die Kompaktsensoren 23 folglich weitgehend frei positioniert und aufgrund ihres geringen Gewichts mit geringem mechanischem Aufwand direkt an vorhandenen Funktionseinheiten des Slicers 10 oder über Halterungen an diesen Funktionseinheiten oder am Tragrahmen 35 befestigt werden. Darüber hinaus genügen für die Kompaktsensoren 23 jeweils eine Stromversorgung sowie eine Signalleitung für eine Übertragung der erfassten Konturdaten an die zentrale Steuereinrichtung 51. Prinzipiell sind eine drahtlose Datenübertragung und ein Batterie- bzw. Akkubetrieb der Kompaktsensoren 23 möglich, was deren Integration in den Slicer 10 weiter vereinfacht.
  • Eine weitere mögliche Abtaststelle B, die nicht zur Erfindung gehört, befindet sich vor der Transfereinrichtung 37, die bei heruntergeschwenkter Produktauflage 39, was in Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, die Produkte 17 von der vorderen Fördereinrichtung 41 der die Produkte 17 über das "Heck" des Slicers 10 zuführenden Transporteinrichtung übernimmt. Die Abtastebenen 33 der Kompaktsensoren 23 liegen im Bereich des Übergangs zwischen der Fördereinrichtung 41 und der heruntergeschwenkten Produktauflage 39. Folglich können die Produkte 17 abgetastet werden, während sie an die Transfereinrichtung 37 übergeben werden.
  • Eine alternative Abtaststelle C, die nicht zur Erfindung gehört, befindet sich im Bereich des Übergangs zwischen den beiden aufeinander folgenden Fördereinrichtungen 41, 43 der Transporteinrichtung.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Positionierung der Kompaktsensoren 23 zeigt die Abtaststelle D, die nicht zur Erfindung gehört. Die Abtastebenen 33 der Kompaktsensoren 23 befinden sich unmittelbar hinter der Eintrittsebene 47 des Slicers 10 und wiederum im Übergangsbereich zweier Fördereinrichtungen 43, 44. Die Abtaststelle E, die nicht zur Erfindung gehört, zeigt noch eine weitere Positionierungsmöglichkeit. Die Kompaktsensoren 23 sind unmittelbar vor dem Produkteintrittsbereich 45 angeordnet. In diesem Fall kann die Förderstrecke an dieser Abtaststelle E erforderlichenfalls unterbrochen sein und z.B. zwei aufeinanderfolgende Förderer umfassen.
  • In Fig. 1 sind die Kompaktsensoren 23 an den jeweiligen Abtaststellen A, B, C, D bzw. E lediglich schematisch dargestellt. Die vergrößerte Darstellung innerhalb der Fig. 1 zeigt links eine Seitenansicht und rechts eine demgegenüber um 90° gedrehte Stirnansicht eines möglichen erfindungsgemäßen Kompaktsensors 23, um zu veranschaulichen, wie die gemäß dieser Ausführungsform ausgestalteten Kompaktsensoren 23 im Slicer 10 orientiert sein können.
  • In diesem Zusammenhang wird auch auf die Fig. 2 verwiesen. Die Kompaktsensoren 23 umfassen jeweils ein abgeschlossenes Sensorgehäuse 25, in welchem jeweils eine Laserquelle 29 als Sender sowie eine Kamera 31 als Empfänger angeordnet sind. Die Laserquelle 29 sendet Abtaststrahlung in einer Abtastebene 33 aus, die im Slicer 10 - wie bereits erwähnt - senkrecht zur Längserstreckung und somit senkrecht zur jeweiligen Bewegungsrichtung der Produkte 17 verläuft.
  • In einer durch die jeweilige Ausgestaltung des Kompaktsensors 23 vorgegebenen Entfernung von dem Sensorgehäuse 25 schneidet ein kegelförmiger Erfassungsbereich 59 der Kamera 31 mit einer optischen Achse 57, die geneigt zur Abtastebene 33 verläuft, die V-förmige Abtastebene 33. Dieser Überlappungsbereich bildet den Abtastbereich 27 (vgl. Fig. 5) des Kompaktsensors 25.
  • Wie eingangs bereits erwähnt, kann gemäß einem möglichen Ausführungsbeispiel der Kompaktsensor 23 eine Breite b von etwa 300 mm, eine kleinere Höhe h von etwa 60 mm, eine größere Höhe H von etwa 80 mm sowie eine Dicke d von etwa 40 mm aufweisen.
  • Der erwähnte Abtastbereich 27 (vgl. Fig. 5) beginnt in diesem Ausführungsbeispiel etwa in einem entlang der Abtastebene 33 gemessenen Abstand von dem Gehäuse 25 des Kompaktsensors 23 von etwa 300 mm. Der Abtastbereich 27 endet etwa nach weiteren 700 mm und somit erst in einer Entfernung von etwa 1 m von dem Sensorgehäuse 25. Die Breite des Arbeitsbereichs beträgt am Anfang, also in einer Entfernung von etwa 300 mm, ungefähr 280 mm und am Ende, also in einer Entfernung von etwa 1.000 mm, ungefähr 830 mm. Die mittlere räumliche Auflösung beträgt innerhalb des Abtastbereichs - je nach Richtung - zwischen 45 und 200 µm. Die Laserquelle kann mit einem roten Laser (Wellenlänge 660 nm) oder mit einem blauen Laser (Wellenlänge 405 nm) betrieben werden.
  • Mögliche Relativanordnungen mehrerer Kompaktsensoren an einer Abtaststelle zeigen rein beispielhaft die Fig. 3, 4 und 5.
  • Gemäß Fig. 3 sind zwei Kompaktsensoren 23 oberhalb eines Produkts 17 angeordnet, die jeweils etwa unter 45° von schräg oben das Produkt 17 abtasten. Die Abtastebenen 33 verlaufen jeweils senkrecht zur Bewegungsrichtung des Produkts 17 und liegen somit in der Zeichenebene der Fig. 3. Die Abtastebenen 33 überlappen sich, so dass die Oberseite des Produkts 17 gleichzeitig aus unterschiedlichen Richtungen beleuchtet und zudem die Seitenflanken des Produkts 17 zumindest im Wesentlichen vollständig erfasst werden können.
  • Eine alternative Anordnung zeigt Fig. 4. Etwa mittig oberhalb des Produkts 17 ist ein Kompaktsensor 23 angeordnet. Zwei weitere Kompaktsensoren 23 befinden sich auf beiden Seiten unterhalb des Produkts 17 und erfassen die Produktkontur jeweils von schräg unten.
  • Fig. 5 zeigt beispielhaft eine Anordnung, in welcher zwei in Bewegungsrichtung des Produkts 17 hintereinander angeordnete Kompaktsensoren 23 vorgesehen sind, die einander entgegengesetzt orientiert sind. Eine solche Anordnung ermöglicht es, solche Bereiche von insbesondere stark unregelmäßig geformte Oberflächen aufweisenden Produkten 17 auch an solchen Oberflächenbereichen zu erfassen, die mittels eines einzigen Sensors 23 nicht einsehbar wären.
  • Mehrere derartige Doppelanordnungen von Kompaktsensoren 23 können in Umfangsrichtung um das Produkt 17 herum verteilt angeordnet werden.
    • Bezuqszeichenliste
    • 10
    Aufschneidevorrichtung, Slicer
    11
    Schneidbereich
    13
    Transportbereich
    15
    Produktzufuhr
    16
    Produktanschlag
    17
    Produkt
    19
    Schneidebene
    20
    Drehachse
    21
    Schneidmesser
    22
    Schneidkopf
    23
    Kompaktsensor
    24
    Antriebsachse
    25
    Sensorgehäuse
    27
    Abtastbereich
    29
    Sender, Lichtquelle, Laser
    31
    Empfänger, Kamera
    33
    Abtastebene
    35
    Tragrahmen oder Gestell
    37
    Transfereinrichtung
    39
    Produktauflage
    41
    Fördereinrichtung
    43
    Fördereinrichtung
    44
    Fördereinrichtung
    45
    Produkteintrittsbereich
    47
    Eintrittsebene
    49
    Produkthalter
    51
    Steuereinrichtung
    53
    Produktscheibe
    55
    Portion
    57
    optische Achse
    59
    Erfassungsbereich
    61
    Förderer
    63
    Schneidkante
    65
    Portionierband
    67
    Förderband
    69
    Beladebereich
    A
    Abtaststelle
    B
    Abtaststelle
    C
    Abtaststelle
    D
    Abtaststelle

Claims (12)

  1. Vorrichtung (10) zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere Hochleistungs-Slicer,
    mit einem Arbeitsbereich, der einen Schneidbereich (11) sowie einen Transportbereich (13) mit einer Produktzufuhr (15) umfasst, wobei die Produktzufuhr (15) aufzuschneidende Produkte (17) dem Schneidbereich (11) einspurig oder mehrspurig zuführt und am Ende des Schneidbereichs (11) sich in einer Schneidebene (19) ein Schneidmesser (21), insbesondere rotierend und/oder umlaufend, bewegt, wobei eine Transfereinrichtung (37) vorgesehen ist, mittels welcher die Produkte (17) an die Produktzufuhr (15) übergeben werden und welche eine verschwenkbare Produktauflage (39) umfasst, die in einem heruntergeschwenkten Zustand die aufzuschneidenden Produkte (17) von einer Fördereinrichtung (41) des Transportbereiches (13) übernimmt und in einem hochgeschwenkten Zustand zusammen mit einem vorderen Förderer (61), insbesondere einem Förderband oder einer passiven Gleitauflage, eine Produktauflage bildet, auf welcher die Produkte (17) während der Zufuhr zum Schneidbereich (11) aufliegen, und
    mit einer berührungslos arbeitenden Abtasteinrichtung zum Erfassen zumindest eines Teils der äußeren Kontur der aufzuschneidenden Produkte (17),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Abtasteinrichtung zur Konturerfassung wenigstens einen im Arbeitsbereich (11, 13) angeordneten Kompaktsensor (23) umfasst, der in einem eigenen abgeschlossenen Sensorgehäuse (25) angeordnet ist und innerhalb des Arbeitsbereiches (11, 13) einen Abtastbereich (27) für die Produkte (17) definiert, der außerhalb des Sensorgehäuses (25) gelegen ist, und
    dass der Kompaktsensor (23) im oder am Schneidbereich (11) oder im Bereich der Produktzufuhr (15) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Sensorgehäuse (25) derart ausgebildet ist, dass es einer nationalen oder internationalen, normierten Schutzklasse genügt, gemäß welcher Staubdichtigkeit, vollständiger Schutz gegen Berührung sowie Schutz gegen Wasser bei Hochdruck-/Dampfstrahlreinigung gegeben sind, insbesondere der Schutzklasse IP6K9K oder IP69 nach DIN 40 050 Teil 9 bzw. DIN EN 60529, oder einer gleichwertigen Schutzklasse.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kompaktsensor (23) einen Sender (29) zur Aussendung von Abtaststrahlung in einen Abtastbereich (27) und einen Empfänger (31) zum Empfang von Strahlung aus dem Abtastbereich (27) umfasst, wobei der Sender (29) und der Empfänger (31) in einem gemeinsamen Sensorgehäuse (25) des Kompaktsensors (23) angeordnet sind, und/oder dass der Kompaktsensor (23) Laserstrahlung aussendet und derart ausgebildet ist, dass er einer nationalen oder internationalen, normierten Laserschutzklasse genügt, gemäß welcher die Laserstrahlung für das menschliche Auge ungefährlich ist, insbesondere der Laserschutzklasse 1 oder 2 nach DIN EN 60825-1, oder einer gleichwertigen Laserschutzklasse.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kompaktsensor (23) zur Aussendung von Abtaststrahlung in einer Abtastebene (33) ausgebildet ist, und/oder dass eine Abtastebene (33) des Kompaktsensors (23) zumindest im Wesentlichen senkrecht oder unter einem Winkel von mehr als etwa 45° zu einer Bewegungsrichtung der Produkte (17) durch die Abtastebene (33) verläuft, und/oder dass der Kompaktsensor (23) als Laserscanner ausgebildet ist, und/oder dass der Kompaktsensor (23) nach dem Lichtschnittverfahren arbeitet, und/oder dass der Kompaktsensor (23) dazu ausgebildet ist, mittels einer Lichtquelle (29) auf einem abzutastenden Produkt (17) eine Linie zu erzeugen und mittels einer Kamera (31) ein die Linie enthaltendes Bild aufzunehmen.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kompaktsensor (23) an einem Tragrahmen oder Gestell (35) der Vorrichtung abgestützt oder gehalten ist, von dem auch der Schneidbereich (11) und der Transportbereich (13) getragen sind, und/oder dass der Kompaktsensor (23) im Bereich eines vorderen Produktanschlags (16) der Produktzufuhr (15) angeordnet ist, insbesondere in Zufuhrrichtung in einem Abstand von etwa 5 bis 20mm von einer Anschlagebene des Produktanschlags (16), und/oder dass der Kompaktsensor (23) in Zufuhrrichtung in einem Abstand von etwa 30 bis 400mm von der Schneidebene (19) angeordnet ist, und/oder dass eine Abtastebene (27) des Kompaktsensors (23) zumindest im Wesentlichen parallel oder unter einem Winkel von weniger als etwa 45° zur Schneidebene (19) verläuft.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Arbeitsbereich (11, 13) unterschiedliche Abtastpositionen für den Kompaktsensor (23) vorgegeben sind, wobei insbesondere die Abtastpositionen zu einer gemeinsamen Abtaststelle (A, B, C, D, E) gehören, insbesondere wobei sich die Abtastpositionen hinsichtlich ihrer Lage in Transportrichtung der Produkte (17) und/oder hinsichtlich ihrer Lage um die Transportrichtung herum voneinander unterscheiden, und/oder dass der Kompaktsensor (23) zwischen den Abtastpositionen verstellbar und/oder umbaubar ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch den zumindest einen Kompaktsensor (23) gleichzeitig mehrere parallele Produktspuren der Vorrichtung abgedeckt sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an einer Abtaststelle (A, B, C, D, E) mehrere Kompaktsensoren (23) zur gemeinsamen Konturerfassung angeordnet sind, und/oder dass an einer Abtaststelle (A, B, C, D, E) die Abtastung durch zumindest zwei Kompaktsensoren (23) räumlich und/oder zeitlich versetzt erfolgt, und/oder dass an einer Abtaststelle (A, B, C, D, E) die Abtastung durch zwei zueinander entgegengesetzt orientierte Kompaktsensoren (23) erfolgt.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Abtasteinrichtung zur Durchführung einer oder mehrerer Zusatzaufgaben durch Erfassen zumindest einer zu wenigstens einer Funktionseinheit (49) der Vorrichtung gehörenden Kontur mittels des Kompaktsensors (23) ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Steuereinrichtung (51) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, unter Verwendung von erfassten Produktkonturen Steuerdaten zu berechnen und unter Verwendung der Steuerdaten die Vorrichtung, insbesondere die Produktzufuhr (15), zu betreiben, insbesondere zur Gewinnung gewichtskonstanter Produktscheiben (53) oder Portionen (55) von Produktscheiben (53).
  11. Verfahren zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten mittels einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    bei dem zumindest ein Teil der äußeren Kontur der aufzuschneidenden Lebensmittelprodukte (17) erfasst wird,
    wobei die Kontur innerhalb der Aufschneidevorrichtung (10) mittels des berührungslos arbeitenden Kompaktsensors (23) der Abtasteinrichtung erfasst wird,
    wobei die Kontur der Produkte (17) jeweils erfasst wird, nachdem sich das zuvor aufgrund eines Greifvorgangs in der Produktzufuhr (15) komprimierte Produkt (17) wieder zumindest teilweise entspannt hat, und/oder wobei die Kontur der Produkte (17) jeweils nach einem Greifvorgang in der Produktzufuhr (15) erfasst wird, indem zunächst während einer Schnellvorschubphase zur Schneidebene (19) hin ein vorderer Produktabschnitt bei relativ schnellerem Vorschub und anschließend während einer Schneidvorschubphase durch die Schneidebene (19) hindurch der verbleibende Produktabschnitt bei relativ langsamerem Vorschub mittels des Kompaktsensors (23) abgetastet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass unter Verwendung von erfassten Produktkonturen Steuerdaten berechnet werden und unter Verwendung der Steuerdaten die Aufschneidevorrichtung (10), insbesondere die Produktzufuhr (15), betrieben wird, insbesondere zur Gewinnung gewichtskonstanter Produktscheiben (53) oder Portionen (55) von Produktscheiben (53), und/oder dass mittels der Abtasteinrichtung eine oder mehrere Zusatzaufgaben durchgeführt werden, indem mittels des Kompaktsensors (23) zumindest eine zu wenigstens einer Funktionseinheit (49) der Vorrichtung gehörende Kontur erfasst wird.
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